基于轨道巡检机器人的智能化猪场解决方案
合肥拉塞特机器人科技有限公司
1基本情况
1.1单位简介
合肥拉塞特机器人公司,专注于AI+养殖领域超过5年的头部高科技公司;是国家高新技术企业、大数据企业、双软认证企业及科技型中小企业,安徽省专精特新中小企业等。公司先后获得发明专利24项,软著29项。公司与温氏股份、东瑞集团、安徽农垦等头部企业建立了密切业务合作关系,应用在种猪场有20多家,家庭农场共计400多户。
1.2案例背景介绍
畜牧业作为我国农业的重要组成部分,正面临着集约化、智能化转型的迫切需求。然而,行业中仍存在诸多发展短板和痛点。传统养殖模式中,动物健康监测依赖人工观察,效率低下且主观性强;疾病预警机制缺失,常导致重大经济损失。此外,养殖场的饲料浪费、粗放式的饲喂方式导致养殖成本高日益凸显,对行业可持续发展提出了严峻挑战。
生猪养殖轨道视觉机器人正是不断研究与创制的养殖过程监控的“千里眼”,为智慧畜牧业的发展提供了全新的解决方案。
通过轨道巡检机器人先进的AI机器视觉技术,通过定制化研发的母猪背膘检测、余水余料检测相机及算法,可结合母猪的品质、品系及每头母猪独特的采食特性,精准地差异化调整每一餐、每一头母猪的饲喂料量,有效调整母猪的体质、体况,进而提升母猪的生产能力。
该技术能够精确监控每头猪只的行为和健康状态。它可以通过红外热成像仪实时监测猪只的体温,一旦发现猪只体温异常,立即发出预警信号。同时,机器人配备的高清摄像头和先进的图像识别技术,可以对猪只的采食、饮水、运动等行为进行实时监测和分析,判断猪只的健康状态和行为模式,从而实现早期疾病预警、资源优化配置和决策智能化。
该解决方案不仅聚焦于解决大规模养殖中的健康监测和管理难题,还通过数据驱动的决策支持,提升了资源利用效率和经济效益。同时,它积极响应国家《全国智慧农业行动计划(2024-2028年)》的指导,助力推动畜牧业数智化转型,为现代农业可持续发展提供了标杆案例。
图2 大规模安装轨道机器人猪场
1.3解决思路
本方案针对传统畜牧业健康监测效率低、预警滞后、劳动力短缺、猪场管理精细化程度低及饲料浪费等问题,利用智能化猪场系统解决方案,实现数智化管理。以“轨道巡检机器人”和“精准饲喂”为核心,融合基于机器视觉技术的生猪体尺测量分析模型、基于养猪业人工智能生猪估重算法模型、传感器技术和实时数据分析,精准采集猪只行为和环境数据,实时识别异常行为,并同步至系统生成预警信息,辅助快速决策。机器人可实现对繁育母猪背膘评分、结合母猪的品种、品系、日龄、胎次等信息给精准饲喂器下达给水给料的指令,达到精准饲喂的管理。机器人还可以对于育肥猪进行生长阶段动态估重与盘点等。方案高效精准、管理闭环完善,便于推广,可显著提升管理效率,推动畜牧业向智能化、绿色化方向发展,具备广阔应用前景。
2场景解决
2.1创新亮点
技术上,开发了基于机器视觉技术的生猪体尺测量分析模型,创制的智能巡检机器人,可实现猪只异常识别与健康管理,通过巡检,当发现某头猪只的采食、活跃度、饮水异常时,及时发出预警,提示养殖人员关注该猪只的健康状况。可实现对繁育母猪背膘评分、育肥猪动态估重与点数等。背膘评分、估重及点数的精准度分别可达90%、95%及99%以上,完全达到可实际推广应用的要求。
模式上,将轨道机器人引入畜牧业,实现了动物行为监测的自动化和智能化,改变了传统人工观察费时、效率低且主观性强的状况。轨道巡检机器人如图3所示。
图3 轨道巡检机器人
管理上,通过机器人实时收集大量数据,帮助养殖人员更高效地管理猪群,及时发现问题并采取相应措施,提高了生产效率和动物福利水平,极大地改善了畜牧业的管理效率和运营方式。
本方案使用高度直观和用户友好的交互界面,使猪场工作人员能够轻松管理和监控猪的行为。如图6所示,展示了物联网平台。通过这些界面,操作员可以实时查看猪只的精准饲喂情况、背膘管理、巡检管理、点数管理、环境管理、健康管理和报警管理,进行设备控制和参数调整,接收及时的警报通知,并进行数据分析和统计,从而更科学地管理猪只。
图6 物联网平台界面展示图
图7 轨道机器人交互界面展示图
2.2核心技术
方案的核心技术是面向规模化猪场创制的轨道巡检机器人与精准饲喂器,采用了多源数据融合及边缘计算等关键技术,能够将巡检机器人采集的猪只健康数据(体温、活动量等)、猪只生长数据(体重、体尺等)、环境数据(温湿度、氨气浓度等),以及精准饲喂器的饲喂数据(饲料投放量、采食时间、饮水量等)进行深度融合与分析处理,为猪场的智能化管理提供及时的决策依据。
其技术的先进性体现在首创性地解决了在基于智能巡检机器人的母猪非接触膘情评估和精准饲喂协同应用的难题,填补了相关领域的技术空白,达到国际先进水平。
3应用成效
3.1投入产出情况
本方案投入产出比高,展现出显著经济效益。尽管初期需投入资金、研发、但通过产品的试点,迭代,升级和量产。已经大范围推广和应用,给企业带来了巨大的价值。
3.2经济社会价值
本项目的实施对于推动我国养猪业的发展具有多方面的重要意义。轨道式巡检机器人和母猪精准饲喂器的应用将带来显著的成本降低和效益提升。通过减少人工巡检和饲喂的工作量,降低了劳动力成本。同时,精准饲喂能够提高饲料利用率,减少饲料浪费,降低养殖成本。据初步估算,使用本项目研发的设备后,猪场的人工成本可降低30%-50%,饲料成本可降低10%-15%,从而使猪场的盈利能力得到显著提升。
社会效益:智能化养殖设备的应用有助于提高猪肉产品的质量安全。通过实时监测猪只的健康状况和精准管理养殖过程,可以减少疾病的发生和药物的使用,生产出更加安全、健康的猪肉产品,保障消费者的健康。此外,智能化养殖还能促进农村劳动力的就业转型。虽然传统的养殖岗位需求可能会减少,但会创造出如设备维护、数据分析、系统管理等新的就业岗位,培养一批掌握智能化养殖技术的新型农民,提高农村劳动力的素质和收入水平。
从环境效益来看,精准管理和智能调控可以减少饲料浪费和环境污染。精准饲喂器能够根据猪只的实际需求投放饲料,避免了饲料的过度浪费,减少了饲料残渣对环境的污染。智能环境调控设备可以优化猪舍环境,减少有害气体的排放,降低对周边生态环境的影响,促进养猪业的可持续发展。
3.3推广应用前景
本方案具备广阔的推广应用前景。在全球畜牧业加速数字化转型和国内养殖企业注重动物福利与生产效率的背景下,智能化监测技术需求迅速增长。项目已在多类型猪场应用并取得显著成效,积累了宝贵实践经验和技术数据,为进一步优化升级奠定基础。未来,随着技术创新与成本下降,方案将提供更精准、高效的服务,满足多样化需求并实现广泛推广。同时,其技术和模式可扩展至其他畜禽养殖领域,推动畜牧业向高效、绿色、可持续方向发展,为国家粮食安全和农业现代化作出贡献。